我們都知道鎂能在空氣中燃燒。鎂是在自然界中分布最廣的十個元素之一(鎂是在地球的地殼中第八豐富的元素,約占2%的質(zhì)量,亦是宇宙中第九多元素),但由于它不易從化合物中還原成單質(zhì)狀態(tài),所以遲遲未被發(fā)現(xiàn)。第一個確認鎂是一種元素的是Joseph Black,在愛丁堡(英國)于1755年。他辨別了石灰(氧化鈣,CaO)中的苦土(氧化鎂,MgO),兩者各自都是由加熱類似于碳酸鹽巖,菱鎂礦和石灰石來制取。1808年,戴維在成功制得鈣以后,使用同樣的辦法又成功的制得了金屬鎂。從此鎂被確定為元素,并被命名為magnesium,元素符號是Mg。
鎂是一種銀白色的輕質(zhì)堿土金屬,化學性質(zhì)活潑,能與酸反應生成氫氣,有一定的延展性和熱消散性。鎂元素在自然界廣泛分布,是人體的必需元素之一。鎂的原子序為12,原子量為24.3,是典型的二價金屬,具有金屬的共有特性。由于鎂的氧化物性質(zhì)與鈣一樣介于“堿性”和“土性”之間,故稱為堿土金屬元素。
在元素周期表中,鎂緊挨著鈉,這說明在化學反應中它也非?;顫?。的確,鎂也會在空氣中氧化,但它所形成的氧化層是致密的,從而阻止了氧化反應的進一步進行,使更靠近中間的金屬部分得以保全。固體鎂在常溫、干燥空氣中,一般是比較穩(wěn)定的,不易燃燒,但在熔融狀態(tài)時,容易燃燒,并生成氧化鎂MgO.在300℃時,鎂與空氣中的N2作用生成氮化鎂Mg3N2,使鎂表面成為棕黃色,并且溫度達600℃時,反應迅速。
鎂能溶解在無機酸(HCl、H2SO4、HNO3、H3PO4)中,但能耐氫氟酸和鉻酸的腐蝕.鹽鹵、硫化物、氮化物、碳酸氫鈉(NaHCO3)溶液對鎂有侵蝕作用.鎂在NaOH和Na2CO3溶液中是穩(wěn)定的,但有機酸能破壞鎂。
鎂還具有比較強的還原性,能與沸水反應放出氫氣,燃燒時能產(chǎn)生眩目的白光,鎂與氟化物、氫氟酸和鉻酸不發(fā)生作用,也不受苛性堿侵蝕,但極易溶解于有機和無機酸中,鎂能直接與氮、硫和鹵素等化合。
鎂是航空工業(yè)的重要材料,鎂合金用于制造飛機機身、發(fā)動機零件等;鎂還用來制造照相和光學儀器等;鎂及其合金的非結(jié)構(gòu)應用也很廣;鎂作為一種強還原劑,還用于鈦、鋯、鈹、鈾和鉿等的生產(chǎn)中。
粉末或帶狀的鎂在空氣中燃燒時會發(fā)出強烈的白光,有白色固體生成(氧化鎂)。因此鎂的一個很常見的用途就是煙花和閃光彈。此外說一說出現(xiàn)的煙。在氮氣中進行高溫加熱,鎂會生成氮化鎂(Mg3N2)。鎂還能和二氧化碳發(fā)生燃燒反應,因此鎂燃燒不能用二氧化碳滅火器滅火。鎂在空氣中燃燒的時候?qū)嶋H會和很多物質(zhì)反應:和氧氣生成氧化鎂,和氮氣生成氮化鎂,和二氧化碳生成碳和氧化鎂。
既然氮氣和二氧化碳都可以和燃燒的鎂反應。這說明什么?燃著的鎂如果量大的話幾乎是無法撲滅的!你可能會說常見的滅火材料不是還有沙子呢嗎?但是很不幸,鎂也會和二氧化硅反應,生成硅、硅化鎂和氧化鎂的混合物鎂由于能和N2和O2反應,所以鎂在空氣中燃燒時,劇烈燃燒發(fā)出耀眼白光,放熱,生成白色固體。
由于氧化鎂是鎂燃燒后的標準形態(tài),所以所有的鎂燃燒都會產(chǎn)生大量的煙。只不過這一次在氧化劑的作用下,燃燒要劇烈的多甚至直接達到了“爆炸”的范疇。注意,這不是真正的爆炸,而是極速燃燒生成的大量煙被火光著涼后造成的一個類似的效果。如果真的是爆炸的話那可就要出事故了!值得一提的是,鎂在燃燒時放出的白光是含紫外線的,所以如果用它來照射人民幣的話,上面那個對紫外線敏感的金色的印記是可以出現(xiàn)的。
鎂燃燒無法用火柴點燃,但不是熱量的原因?;鸩袢紵心菍雍谏幕艺吃阪V上使其不能充分接觸火苗,通常是用砂布將鎂打磨祛除雜質(zhì),而酒精燈燃燒無雜質(zhì)。酒精燈和火柴都有300+的溫度,酒精噴燈有1000+溫度~。
鈣對身體很重要,許多人孜孜不倦地補鈣。但很少有人知道人體還需要鎂,這是一種與鈣有緊密聯(lián)系的必需礦物質(zhì)。實際上,鈣和鎂都是骨骼和牙齒健康所必需的。沒有鎂,鈣也難以發(fā)揮作用。
鎂大約占人體重量的0.5%。其中60%儲存在骨頭里,28%可以在肝臟和包括心臟在內(nèi)的肌肉軟組織里發(fā)現(xiàn)。鎂是人體第二豐富的細胞陽離子,涉及包括葡萄糖,脂肪和蛋白質(zhì)在內(nèi)的300多種酶反應。
鎂的作用是什么呢?很多研究指出,鎂對身體有許多影響。發(fā)表在美國心臟病學雜志上的一篇報告聲稱,20%肌纖維震顫患者存在鎂缺乏問題。其他一些研究也證實鎂與很多健康問題存在緊密聯(lián)系。
體內(nèi)的鎂數(shù)量不足,會導致疼痛和肌體受損。鎂缺乏癥的早期癥狀包括食欲降低,惡心,嘔吐,腹瀉,心理變化,焦躁及癲癇發(fā)作等。缺乏鎂會導致鈣沉積在肌肉和腎臟內(nèi),并引起腎結(jié)石疼痛。鎂缺乏還會造成血管收縮,血液中氧氣量降低。此外,還可能發(fā)生微生物倍增,腸道廢物聚集,精神分裂,邊緣精神錯亂,神經(jīng)機能病和躁狂抑郁等疾病。
除了與上述健康問題有關(guān)以外,鎂還有很多治療作用。鎂與鈣結(jié)合有助于降低高血壓。含鎂豐富的飲食可以有效預防心臟病發(fā)作和膽固醇過高。鎂還可以用于治療經(jīng)前綜合癥,預防腎結(jié)石,抵御抑郁,防止早產(chǎn),幫助治療神經(jīng)紊亂,腹瀉,嘔吐和消化不良等。鎂和維生素B6的結(jié)合療法經(jīng)常用于治療孤獨癥。慢性疲勞綜合癥患者也可以從鎂營養(yǎng)補充劑獲得好處。鎂還有鎮(zhèn)靜神經(jīng),增加身體靈活性,誘導睡眠,保持身體涼爽等作用。此外,其他一些與鎂營養(yǎng)補充品有關(guān)的好處還包括:凈化身體組織,防止關(guān)節(jié)沉積磷酸鹽